辐射采暖与辐射供冷

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1、第五章辐射采暖与辐射供冷第一节 辐射采暖（供冷）的定义与辐射板的分类一 辐射采暖（供冷）的定义1. 定义：依靠供热（冷）部件与围护结构内表面的辐射换热向房间供热（冷）的方式， 称为辐射采暖（供冷）。2辐射采暖与对流采暖特征区别：房间各围护结构内表面的平均温度ts.m高于室内空气温度tR即ts.m tR而对流采暖正相反tsmVtR3. 采暖辐射板：用于进行辐射采暖的供热部件。4. 辐射供冷特征：各围护结构内表面温度ts.m低于室内空气温度，即ts.mVtR5. 辐射采暖方式：可局部或集中，本章主要介绍集中式辐射采暖（供冷），不介绍用燃气 器具或电炉等局部高温辐射采暖。二.辐射板的分类1. 按与建

2、筑物的结合关系分：整体式，贴附式，悬挂式整体式分：埋管式，风道史。埋管式：将通冷、热媒的金属管或塑料管埋在建筑结构内，图5-1（ a）风道式:利用建筑结构内的连贯空腔输送热媒（图5-1（b）贴附式：将辐射板贴附于建筑结构内表面，图5-2，贴附于窗下外围护结构结合的情况。悬挂式：分为单体式和吊棚式。单体式（图 5-3）单体辐射板还可串联成带状辐射板吊在顶棚下，挂在墙上或柱，见图5-4,间距高度见教材P95吊棚式辐射板（图5-5）2. 采暖辐射板按位置墙面式地面式顶面式横板式：可同时向上、下两层房间供热（供冷）厂窗下式 单面散热（图5-2）I双面散热（图5-6）墙面式2墙板式了外墙式：外墙室内侧1

3、间墙式：设在内墙单面散热L双面散热踢脚板式窗下式，踢脚板式多为单面散热。图5-7给出各种采暖辐射板在室内的位置。三辐射采暖的特点特点：1围护结构内表面温度高，减少人体的辐射放热量，舒适度增加。2. 竖向高度均匀，适合人体舒适性要求，室内空气温度可比对流低1-3C，节能。3可利用低温热媒。4. 少占建筑面积。5. 适于局部加热。第二节辐射采暖系统一 辐射采暖系统的热媒1热媒种类热水：首选，温升慢，混凝土板不易裂缝，可采用集中质调。蒸汽：温升快，易出裂缝，不能集中质调。空气：建筑结构厚度增加。常电：板面温度易控制，调节方便，但耗电，应进行技术经济论证。2. 热媒温度：热水时根据热源和板的类型，分较

4、高温和较低温。尽量利用地热，太阳能 等。悬挂式金属辐射板可选较高供水温度（130C高温水），埋管式热媒温度可比板面温 度高20-40C，窗下式可选用较高（如105 C）间墙式，踢脚式，顶面式和地面式一般低于 60 C。二热水辐射米暖系统1. 采暖辐射板的加热管型式与板的位置，尺寸和类型有关。窗下式见图5-9踢脚式采用图5-10墙面式有图5-11所示。地面式有图5-12管道埋设见5-13单体悬挂式金属辐射板，可采用图 5-14所示两种型式2. 辐射采暖系统的管路系统设计要点系统型式：上供或下供，单管或双管。窗下辐射板可采用单、双管或双线式，见图5-11地面辐射板，顶面及地面-顶面应采用双管，以利

5、于调节和控制。辐射水平安装中，管内流速不应小于 0.25m/s,以便制冷，应设放气阀与放水阀。图5-15表示下供上回式双管系统中辐射板与管路连接。墙面板可按图5-11的型式采用蛋、双或双线系统。还可在建筑物个别房间(如进厅)装辐射板，这时供回水温度按主要层间条件确定，辐射板可接供水上或回水上。图5-16给出一个大厅辐射板接到回水管上。辐射板本身阻力大，不易水力失调，不同板阻力损失差别大，在一个系统中最好采用 同类板，否则应有可靠的调节措施。第三节辐射采暖系统的设计计算一 辐射板的表面温度1. 影响表面温度ts的因素：管径d,管间距s,埋设厚度h,混凝土的导热系数，热媒温度 6和房间温度tR等即

6、 ts =f (d.s.h. .thm.tR)上述六个变量中有四个(d.thm.tR )变化范围不大或可预先给定。铝塑复合管其管径 规格为12/16 16/20 20/25(内径/外径)d可知，在给定二如氐 的数据后，板表面温度 ts只与管间距S和埋设厚度h有关。S越小，h越大，板面温度越均匀，但造价越高。因 此，在确定S和h时要作经济分析。2. 板体温度场：如图5-17所示，实线为等温线，虚线为热流。热流线起始于加热管，终止于板表面。沿不同热流方向混凝土热阻是变化的，使得板表面是不等温面。3. 温度场的不均匀性：加热管管顶所对应的板表面温度最高，为to；两相邻加热管间（s/2处）表面温度最低

7、为ts/2.辐射板不仅每一加热管管顶混凝土表面温度不均匀，沿水的流程混凝土表面温度也是不均匀和变化的，图5-18（a） ,（b）, （c）分别表示三种不同排管形式沿房间进深温度变化的情况。Ts表示表面平均温度的变化范围。4. 板表面温度的确定：要考虑卫生要求，人的热舒适性和房间用途。我国暂无此标准， 俄罗斯有资料，对不同的采暖辐射板，用于下列房间时最高允许平均温度规定如下： 见教材P102。按表面最高允许平均温度的高低排序是：墙面板，顶面板，地面板。注意地面覆盖层最咼允许温度限制。P102俄罗斯标准规定，各部分温差不应超过10C（地面）墙面和窗下板单管系统，供回水温度可取 105-70r，双管

8、取95-70r铝塑管板最高供水温度55C。二盘管的水力计算1. 沿程阻力，铝塑复合管的比摩阻 R可用下式，且式（5-4）教材102式中各项见教材 P102水的流动状态相似数b用下式计算：(5-5)Rec-阻力平方区临界雷诺数实际雷诺数用下式计算d式中各项意义见教材P103500diK为80r，铝塑管比摩阻R值可查附录5-1 热媒温度当热媒平均温度不等于80r时，用附录5-1查出的R要修正,Rt式中各项意义见教材P103铝塑管在水水力计算时应考虑管子的管壁及管厚的制造偏差。用下式来确定管子的计算内径：di = 0.5（2de de4s-2 ：s）式中各项见教材 P1032. 局部阻力：地面辐射板

9、采用铝塑管时，大多数只有弯头这一局阻，附录5-2给出局阻系数。三地面辐射板供热量的计算1. 影响辐射板供热量因素：热媒温度，流量，管径，材质，间距，位置，盘管型式，混 凝土的导热系数，厚度，板表面温度及分布，背部材料的导热系数，厚度等。2. 供热量俄罗斯进行热工试验，结果见附录 5-3，5-4每米铝塑管的散热量根据管径和传热温差计算，传热温差为：t h +t f:ttR2管子明装时取表中数值的90%-100%在天棚下明装取70%-80%埋于重混凝土中时（混凝土密度 ? 2000kg/m3 ， =1.8）取2倍，轻混凝土中时取倍。第四节 电热膜辐射采暖一原理及特点1原理：电热膜是一种通电后能发热

10、，厚度很小（0.24m m）的半透明聚酯薄膜，由特制 的可导油墨，金属载流条经印刷，热压在两层绝缘聚酯薄膜之间。2优缺点：有辐射采暖和电采暖优点，无燃烧排放物，便于控制，运行简便，舒适，但 消耗咼品位电能。3. 安装示意：图5-19二电热膜片数的计算采暖所需电膜片数用下式计算后取整QN =（1 R）q式中各项见教材 P105第五节辐射供冷可有多种型式，如整体式，贴附式和悬挂式，可用于民用或工业目前应用最多是顶面式辐射板-冷却吊顶。优点：施工安装维护方便，不影响室内布置，辐射板不易破坏，供冷效果不易受影响。上部供冷，降低垂直温度梯度，舒适感好。为防止表面结露，表面温度须高于露点，无除湿能力，须结

11、合新风系统。一 冷却吊顶1. 传热形式：辐射和自然对流2. 传热比例：取决于顶板的结构型式及顶板附近的空气流动方式。当吊顶下面的冷辐射面为封闭式，比例 1： 1 当吊顶下面的冷辐射面为开敞式或有贯通的气流通道时，对流换热比例要大得多，供 冷量也大。3. 冷却顶板的类型：图5-20给出三种结构型式，图（a）为一体式，冷顶板与水管制成 一体，形成一顶板单元，图（b）为单元式，通过传热肋片把水管和金属顶板连接形成 一吊顶单元；图（c）为镶嵌式，水管以毛细管形式镶嵌吊顶内， 组成一安装单元。（a）（b）最为常见。5-21为对流式冷却顶板的单元，对流占 80%,辐射20%最大供冷量可达230w/m2二冷

12、却吊顶的水系统通常与新风系统结合供冷，须同时考虑冷却吊顶和新风系统对 系统的不同要求：（1）供水温度：为避免吊顶表面结露，供水温度要高，新风因除 湿，供水温度低得多，吊顶表面温度应比室内露点高 1-2C。一般供水温度在14-18C，实际设计多采用16C，新风供水一般(2)供回水温差：吊顶为2C新风系统为5C两种典型的系统型式(满足上述两条要求) ：图 5-22 为冷水机组与冷却塔供冷机结合的系统工作原理。图 5-23 为混合法制备吊顶冷媒的水系统 上述两个系统，新风系统和冷却吊顶都采用了同意冷源，他只能 按最低的冷水供水温度来运行， 要求温度高的冷却吊顶的冷媒只能靠二次换热或混合 办法获得。无法提高冷水机组的蒸发温度来实现节能。可把两系统分设独立系统，这 样，冷却吊顶的供水温度可提高，从而提高机组的性能系数。但注意，目前冷水机组 流量按5C温差设计，而吊顶供回水温差为 2 C,还应采取图5-23措施。冷水机组可 提供13C冷冻水，通过三通调节阀调节回水量可使供水温度达16C，可如图5-22利用冷却水自然冷量。分设系统缺点，增加冷源设备和初投资。